우리 군 두번째 감시정찰위성은 SAR…24시간 기상관계 없이 감시가능

전차·미사일·레이다 등 빛 잘 반사하는 금속표적 구분에 독보적

7일(현지시간) 우리 군 정찰위성 2호기 발사를 앞두고 발사현장인 미 플로리다주 케네디스페이스센터를 찾은 국방부와 방위사업청 등 우리나라 관계자들이 태극기를 들고 군사정찰위성 2호기가 실린 팰콘-9 로켓을 배경으로 기념사진을 촬영하고 있다. /제공=국방부

우리 군의 두번째 감시정찰위성(425 위성 2호기)이 7일(현지시간) 미국 플로리다주 케네디 스페이스 센터에서 스페이스X사의 팰컨9 로켓을 사용해 성공적으로 발사되면서 우주 궤도에 올라간 이 위성체에 대한 관심이 쏠린다.

우리 군의 두번째 감시정찰 위성은 합성개구레이더(SAR·Synthetic Aperture Radar) 방식으로 위성에서 지구 표면으로 레이다파를 순차적으로 쏜 후 레이다파가 굴곡면에 반사되어 돌아오는 미세한 시간차를 선착순으로 합성해 지상 지형도를 만들어내는 레이다 시스템이다.

이 같은 방식의 위성은 주·야간은 물론 구름이나 안개 등 기상에 관계없이 지상을 정밀하게 촬영할 수 있어 전자광학(EO) 방식의 위성의 '정찰 사각'을 보완할 수 있다.

SAR위성은 빛을 잘 반사하는 금속 표적을 구분하는 데 독보적이다. 단단한 장갑과 금속으로 만들어진 레이다·미사일·전차 등 군사 장비들이 수풀과 위장막 등으로 가려진 경우 전자광학(EO) 방식으로는 관측이 어려운 반면 SAR로는 식별이 가능하다.

이 때문에 이유로 SAR기술은 1960년대 초부터 군사·정보 분야에서 활용됐다. 최근에는 SAR관련 기술들이 민간에 공개돼 △넓은 농경지의 토양 수분 분석을 통해 작황 상황을 파악하고 △지하에 매장된 자원을 탐사하기도 하며 △지진의 전조 증상인 토양 액상화·지각 이동 등을 분석하기도 한다.

"SAR위성 개발로 군 정찰 능력 강화는 물론 위성개발 기술 한 단계 성장"

강구영 KAI 사장과 석종건 방사청장 등이 SAR 위성 발사 행사기념 현수막을 들고 기념촬영하고 있다./제공=KAI

이 위성체의 체계종합은 한국항공우주산업(KAI)가 맡았다. 지난 2018년 12월부터 국방과학연구소(ADD)와 SAR위성체 시제제작 계약을 통해 SAR위성체 주관업체로 개발을 담당하게 됐다. 위성체 환경시험, 제작, 발사 등 개발 전반에 중추적 역할을 수행했다.

KAI는 "다목적실용위성 1호부터 7A호까지 개발에 참여하는 등 지난 30년간 정부가 추진해온 우주 사업에 참여하며 국내 민간 우주 산업화를 주도적으로 수행해왔다"며 "정지궤도복합위성, 최초 민간 주도 위성사업인 차세대 중형위성 등을 개발하며 위성개발의 핵심기술을 축적한 만큼 위성 수출, 우주 모빌리티 개발을 통해 글로벌 우주 시장 진출을 계획하고 있다"고 밝혔다.

특히 이번에 군사정찰위성 2호기를 쏘아올린 팰컨9 로켓 같은 재사용 발사체와 우주비행체 등 상업성 높은 우주 모빌리티 사업에도 진출하겠다는 게 KAI의 계획이다.

강구영 KAI 사장은 "SAR 위성 발사 성공으로 우리 군의 정찰능력 강화는 물론 대한민국의 위성 개발 기술이 한 단계 성장했다"며 "KAI는 대한민국 대표 우주 전문기업으로 위성과 우주 모빌리티, 우주 서비스까지 사업을 확대해 우주 경제 실현을 앞당기겠다"고 강조했다.

"대한민국 최초의 독자 정찰위성 개발에 참여해 강한 자부심 느껴"

한화시스템 우주연구소 위성시스템 연구원들이 SAR센서 탑재체 전자부의 케이블 연결상태를 점검하고 있다. 왼쪽부터 이진규 선임연구원, 이명재 전문연구원, 김성필 선임연구원./제공=힌화시스템

한화시스템은 2018년부터 'SAR위성'의 핵심기술로 꼽히는 'SAR센서'와 '데이터링크 시스템' 개발에 참여해 이날 발사한 425 위성 2호기를 포함해 총 4기의 SAR위성 탑재체를 공급한다. SAR위성 개발에는 한화시스템 우주연구소의 김성필 전문연구원(33), 이명재 전문연구원(36), 이진규 선임연구원(28) 등이 참여했다.

김 전문연구원은 SAR센서 탑재체 안테나부(SAS·SAR Antenna Subsystem) 개발에 참여했다. 레이다를 이용해 영상을 획득하는 SAR위성은 레이다파를 방사하는 안테나가 위성의 성능을 좌우한다. 이에 해외 선진 업체에서도 안테나는 기술 이전 불가 항목으로 지정한 만큼 자체적으로 핵심 기술을 연구하고 확보해야 했다.

김 전문연구원은 "최근 정부용 정찰위성 최종 호기의 SAR센서 탑재체 전자부 및 안테나 간 통합 시험을 총괄해 성공적으로 마쳤다"며 "개발에 참여하며 위성 기술 자립에 대한 중요성을 절실히 느꼈던 만큼 대한민국 최초의 독자적 감시정찰 위성 개발에 참여할 수 있어 강한 자부심이 든다"라고 말했다.

2019년부터 SAR위성 개발에 참여해온 이 전문연구원은 "국산화한 전장품을 포함한 위성의 모든 부분에 대해 세밀한 분석과 검증으로 완벽하게 개발해내야 한다는 긴장감이 부담으로 다가오기도 했다"며 "하지만 국내외 우주 전문가들과 협업해 핵심 기술의 국산화 가능성을 확인했고, 성공적으로 개발할 수 있다는 확신을 얻을 수 있었다"고 말했다. 이어 이 전문연구원은 "정찰위성 개발을 통해 쌓은 노하우를 토대로 대한민국이 우주기술 강국이 되도록 백의종군의 마음으로 힘을 보탤 것"이라고 덧붙였다.

SAR센서 탑재체 전자부의 국산화 개발을 맡은 이 선임연구원은 "우주 환경시험은 열·진동·충격 시험 등 기계공학적인 지식을 동반해 분석해야 하기 때문에 물리·신소재·우주항공·전기전자공학 등 다양한 분야를 아우르는 지식이 필요해 끊임없이 학습하고 연구해야 했다"며 "이런 과정을 통해 실제 위성에 탑재할 비행 모델(FM·Flight Model) 개발에 성공할 수 있었다"고 말했다.

이 선임연구원은 "정찰위성 최종 호기 발사까지 성공적으로 마칠 수 있길 바란다"며 "나아가 경쟁력 있는 국산 위성을 개발해 글로벌 수출 시장에 진출할 수 있기를 기대한다"고 했다.